CN113506430B - 一种智能燃气表安全检测方法 - Google Patents

一种智能燃气表安全检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种智能燃气表安全检测方法。其特征在于：燃气浓度检测模块检测环境中的燃气浓度，当燃气浓度异常时，报警器报警；燃气表控制器的计量模块采样得用户的用气数据，当燃气浓度异常时，数据分析模块通过分析燃气浓度在采样时间内变化速率与计量模块采样到的用户用气数据，确定当前环境下是否确有燃气泄漏的情况，当确定燃气泄漏时，阀门模块动作，控制阀门关闭。本发明数据分析模块通过燃气表浓度变化率和用户用气使用速率两者的结合判断，减少报警器的误报率；后台系统利用用户燃气浓度的历史上报信息，以小区为单位，分析燃气浓度数据，提前发现燃气浓度的不正常户，提前预知用户家中否有燃气微小泄漏的风险。

Description

一种智能燃气表安全检测方法
技术领域
本发明涉及一种智能燃气表安全检测方法。
背景技术
燃气使用的安全性对用户至关重要，现有技术中采用燃气表与报警器联动控制的方案，由报警器通过检测工作环境，当燃气泄漏达到设定阈值时，燃气表内的阀控模块关闭阀门，报警器报警，但针对燃气缓慢泄漏的情况，无法排查。现有方案有在燃气报警器中设置二级报警阈值，当燃气浓度高于一级报警阈值且低于二级报警阈值时，所述报警模块进行低频声光报警，此种方法下仅仅是多增加一级报警阈值，而家用燃气报警器多是安装在厨房，用户烹饪时，厨房的调料品（食醋（含乙酸）等），经过高温加热后挥发，可能会触发报警器的误报；另有方案是在燃气报警器中安装存储模块，实时记录燃气浓度变化情况，但此方法下，报警器存储模块的容量有限，不利于长期跟踪。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种智能燃气表安全检测方法的技术方案。
所述的一种智能燃气表安全检测方法，智能燃气表系统包括燃气表控制器、报警器、后台系统，燃气表控制器包括计量模块、数据分析模块、阀门模块、无线通讯模块和燃气表微控制器，计量模块、数据分析模块、阀门模块、无线通讯模块均与燃气表微控制器连接，报警器包括燃气浓度检测模块、通讯模块、报警模块和报警器控制器，燃气浓度检测模块、通讯模块、报警模块与报警器控制器连接，报警器与燃气表控制器采用蓝牙连接，通过报警器的通讯模块将燃气浓度信息发送给燃气表控制器，燃气表控制器通过无线方式将信息上报后台系统，其特征在于：燃气浓度检测模块检测环境中的燃气浓度，当燃气浓度异常时，报警器报警；燃气表控制器的计量模块采样得用户的用气数据，当燃气浓度异常时，数据分析模块通过分析燃气浓度在采样时间内变化速率与计量模块采样到的用户用气数据，确定当前环境下是否确有燃气泄漏的情况，当确定燃气泄漏时，阀门模块动作，控制阀门关闭；燃气表控制器的无线通讯模块将燃气浓度信息、异常情况上报到后台系统，后台系统存储用户家中的燃气浓度信息，并且以小区为单位，计算用户的按天平均非用气燃气浓度、小区的按天平均非用气燃气浓度，针对一段时间内用户的按天非用气燃气浓度超出小区按天平均非用气燃气浓度天数较多的用户，后台系统向用户发送预警信息，提醒用户排查风险，燃气公司安排人员上门进行安检。
所述的一种智能燃气表安全检测方法，其特征在于包括如下步骤：
S101：燃气表微控制器预设燃气浓度采样时间
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
、燃气浓度报警阈值
Figure 827040DEST_PATH_IMAGE002
、数据分析模块分析用气数据的比较时间
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE003
；
S102：报警器的燃气浓度检测模块采集环境中的燃气浓度，报警器与燃气表控制器采用蓝牙连接进行信息交互，将燃气浓度信息发送给燃气表控制器；燃气表控制器的计量模块采样用户的用气数据；当燃气浓度
Figure 315659DEST_PATH_IMAGE004
时，报警器不报警，执行步骤S103；当燃气浓度
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE005
时，执行步骤S104；
S103：数据分析模块与燃气表微控制器连接，获得用户的用气数据，计算用户用气使用速率
Figure 613917DEST_PATH_IMAGE006
，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE007
是用户用气累计到
Figure 686521DEST_PATH_IMAGE008
时刻的用气量，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE009
是用户用气累计到
Figure 197268DEST_PATH_IMAGE010
时刻的用气量，在过去的
Figure 805973DEST_PATH_IMAGE012
时间内，燃气使用的增长量
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE013
，当
Figure 540711DEST_PATH_IMAGE014
，此时的燃气浓度记为非用气燃气浓度
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE015
；当
Figure 837962DEST_PATH_IMAGE016
时，此时燃气浓度记为用气燃气浓度
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE017
；
S104：当燃气浓度
Figure 949138DEST_PATH_IMAGE005
时，报警器立即发出报警指示，此时燃气浓度记为异常燃气浓度
Figure 694240DEST_PATH_IMAGE018
；数据分析模块计算
Figure 380305DEST_PATH_IMAGE010
时刻燃气浓度变化速率
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE019
，
Figure 414120DEST_PATH_IMAGE020
是
Figure 594566DEST_PATH_IMAGE010
时刻的燃气浓度，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE021
是
Figure 354361DEST_PATH_IMAGE022
时刻的燃气浓度，当
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE023
时，
Figure 680169DEST_PATH_IMAGE024
是
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE025
时刻燃气浓度变化率，
Figure 201280DEST_PATH_IMAGE026
是设定的
Figure 919837DEST_PATH_IMAGE010
时刻燃气浓度变化率与
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE027
时刻燃气浓度变化率相差的倍数，此时判定报警器是误报，异常情况上报到后台系统，不进行关阀工作；当
Figure 593527DEST_PATH_IMAGE028
，执行步骤S105；
S105：数据分析模块计算
Figure 372127DEST_PATH_IMAGE010
时刻用户用气使用速率
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE029
，
Figure 629802DEST_PATH_IMAGE030
时刻用户用气使用速率
Figure DEST_PATH_IMAGE031
，
Figure 886471DEST_PATH_IMAGE032
是累计到
Figure DEST_PATH_IMAGE033
时刻用户用气量，若
Figure 411736DEST_PATH_IMAGE034
，判定报警器是误报，仅将此异常情况上报到后台系统，不进行关阀工作；若
Figure DEST_PATH_IMAGE035
，执行步骤S106；
S106：当
Figure 830079DEST_PATH_IMAGE036
时，说明此时确有燃气泄漏出来，阀门模块立即动作，控制阀门关闭，同时通过燃气表的无线通讯模块向后台系统上传异常信息，及时提示燃气公司安排人员上门维修，在报警器未解除报警状态情况下，不进行燃气浓度值的采样；
S107：燃气表控制器的无线通讯模块将燃气浓度信息、计量信息上报到后台系统。
所述的一种智能燃气表安全检测方法，其特征在于所述后台系统存储用户家中的燃气浓度信息，分析过去一段时间内用户家中的燃气浓度信息，用以提前排查用户用气异常的情况。
所述的一种智能燃气表安全检测方法，其特征在于所述后台系统判断用户用气异常的步骤如下：
S201：后台系统获得用户某一天内的燃气浓度值；
S202：后台系统利用用户非用气燃气浓度数据
Figure DEST_PATH_IMAGE037
，剔除异常燃气浓度
Figure 309471DEST_PATH_IMAGE038
、用气燃气浓度数据
Figure DEST_PATH_IMAGE039
，一天不同时刻非用气燃气浓度值是
Figure 307514DEST_PATH_IMAGE040
，
Figure DEST_PATH_IMAGE041
是一天中采集到非用气燃气浓度次数，用户按天平均非用气燃气浓度值
Figure 955795DEST_PATH_IMAGE042
，按照此算式得
Figure DEST_PATH_IMAGE043
个用户按天平均燃气浓度值
Figure 545040DEST_PATH_IMAGE044
；
S203：以小区为单位，计算同一小区的按天平均燃气浓度值
Figure 308465DEST_PATH_IMAGE045
，
Figure DEST_PATH_IMAGE046
；
Figure 641358DEST_PATH_IMAGE043
是同一小区上报的总户数，后台系统绘制用户按天平均非用气燃气浓度值曲线图以及小区按天平均非用气燃气浓度值曲线图；
S204：计算各个用户的非用气燃气平均浓度值与小区非用气燃气浓度平均浓度值差值
Figure 658992DEST_PATH_IMAGE047
，第1个用户浓度值差值
Figure 981256DEST_PATH_IMAGE048
，第2个用户浓度值差值
Figure DEST_PATH_IMAGE049
，第
Figure 389235DEST_PATH_IMAGE043
个用户浓度值差值
Figure 306244DEST_PATH_IMAGE050
；
S205：依次判断差值
Figure DEST_PATH_IMAGE051
，若
Figure 912806DEST_PATH_IMAGE052
，
Figure DEST_PATH_IMAGE053
是预设的差值阈值，说明用气无异常；若
Figure 860165DEST_PATH_IMAGE054
，执行步骤S206；
S206：当
Figure DEST_PATH_IMAGE055
，后台系统标记1次，并在用户按天非用气燃气平均浓度值曲线图做标记；
S207：以过去
Figure 286598DEST_PATH_IMAGE056
天的非用气燃气浓度数据作为对比周期，若
Figure DEST_PATH_IMAGE057
天内用户被标记次数
Figure 476140DEST_PATH_IMAGE058
，说明该用户家燃气浓度数据不正常，后台系统发送预警信息到用户端，预警信息中包括用户按天非用气燃气平均浓度值曲线图、小区按天非用气燃气平均浓度值曲线图、异常日期，同时燃气公司应及时安排人员上门安检；若
Figure 468367DEST_PATH_IMAGE057
天内用户被标记次数
Figure DEST_PATH_IMAGE059
，执行步骤S208；
S208：当
Figure 835894DEST_PATH_IMAGE060
天内用户被标记次数
Figure DEST_PATH_IMAGE061
，用户用气情况暂时无异常，后台系统继续每日统计分析用户燃气浓度数据。
本发明通过检测燃气浓度信息，当达到报警器阈值时及时报警；在达到报警器阈值时，燃气表控制器的数据分析模块通过对燃气表浓度变化率和用户用气使用速率两者的结合判断，确定确有燃气泄漏的情况，减少误关阀；通过燃气表控制器的无线通讯模块，将燃气浓度信息上传到后台系统，不受报警器存储容量的限制，后台系统可利用用户燃气浓度的历史上报信息，以小区为单位，分析燃气浓度数据，提前发现燃气浓度的不正常户，后台系统将此预警信息发送到用户终端，通过此方法也可提醒燃气公司，及早安排人员上门进行安检，排查可能存在的风险隐患。
附图说明
图1为本发明的架构示意图；
图2为本发明是否存在泄漏的逻辑框图；
图3为本发明后台系统判断用气异常的逻辑框图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明：
本发明的智能燃气表安全检测方法应用于图1所示的架构中，该架构中包括报警器、燃气表控制器、后台系统和用户终端。报警器包括燃气浓度检测模块、通讯模块、报警模块和报警器控制器，燃气浓度检测模块、通讯模块、报警模块与报警器控制器连接，燃气浓度检测模块检测环境中的燃气浓度并将数据信息反馈给报警器控制器，当燃气浓度异常时，报警器控制器控制报警器模块报警，报警器通过通讯模块（蓝牙）与燃气表控制器进行信息交互，将燃气浓度信息发送给燃气表控制器。燃气表控制器包括计量模块、数据分析模块、阀门模块、无线通讯模块和燃气表微控制器，计量模块、数据分析模块、阀门模块、无线通讯模块均与燃气表微控制器连接，燃气表控制器的计量模块采样用户的用气数据并送至燃气表微控制器，燃气表微控制器将数据送至数据分析模块，数据分析模块通过分析燃气浓度在采样时间内变化率与计量模块采样到的用户用气数据，确定当前环境下是否有燃气泄漏，当燃气泄漏时，燃气表微控制器控制阀门模块及时动作，阀门模块控制阀门关闭，并通过燃气表控制器的无线通讯模块将燃气浓度信息、异常情况上报到后台系统。后台系统与燃气表控制器、用户终端均采用无线连接的方式，这里的无线连接可以是NB-IoT通信技术。后台系统存储用户家中的燃气浓度信息，并且以小区为单位，计算用户的按天平均非用气燃气浓度、小区的按天平均非用气燃气浓度，针对一段时间内用户的按天非用气燃气浓度超出小区按天平均非用气燃气浓度天数较多的用户，后台系统与用户终端采用无线连接的方式，向用户发送预警信息，提醒用户排查风险、燃气公司安排人员上门进行安检，从而提高用气安全性。
基于上述的架构，如图2所示，本发明提供的一种智能燃气表安全检测方法中判断是否存在泄漏的步骤包括S101-S107。
S101：燃气表微控制器预设燃气浓度采样时间
Figure 497426DEST_PATH_IMAGE062
、燃气浓度报警阈值
Figure DEST_PATH_IMAGE063
、数据分析模块分析用气数据的比较时间
Figure 975812DEST_PATH_IMAGE064
；
S102：报警器的燃气浓度检测模块采集环境中的燃气浓度，报警器与燃气表控制器采用蓝牙连接，进行信息交互，将燃气浓度信息发送给燃气表控制器；燃气表控制器的计量模块采样得用户的用气数据，此时默认燃气表读数是随着燃气使用而增大的，即燃气表读数是已使用燃气的读数；当燃气浓度
Figure DEST_PATH_IMAGE065
时，报警器不报警，执行步骤S103；当燃气浓度
Figure 806234DEST_PATH_IMAGE066
时，执行步骤S104；
S103：在燃气浓度未达到阈值时，数据分析模块与燃气表微控制器连接，获得用户的用气数据，计算
Figure DEST_PATH_IMAGE067
时刻用户用气使用速率
Figure 33078DEST_PATH_IMAGE068
，
Figure DEST_PATH_IMAGE069
是用户用气累计到
Figure 699683DEST_PATH_IMAGE070
时刻的用气量，
Figure DEST_PATH_IMAGE071
是用户用气累计到
Figure 965448DEST_PATH_IMAGE067
时刻的用气量，在过去的
Figure 932267DEST_PATH_IMAGE072
时间内，燃气使用的增长量
Figure DEST_PATH_IMAGE073
，当
Figure 376017DEST_PATH_IMAGE074
，说明此时用户未用气或者用气量非常小，未达到计量精度的最小量程，则此时的燃气浓度是非用气燃气浓度
Figure DEST_PATH_IMAGE075
；当
Figure 283580DEST_PATH_IMAGE076
时，说明在过去的
Figure DEST_PATH_IMAGE077
时间内，用户有用气，此时燃气浓度记为用气燃气浓度
Figure 103769DEST_PATH_IMAGE078
；
S104：当燃气浓度
Figure DEST_PATH_IMAGE079
时，说明燃气浓度已达到报警阈值，报警器立即发出报警指示，此时燃气浓度记为异常燃气浓度
Figure 643203DEST_PATH_IMAGE080
，但报警器检测到的燃气浓度值会受到外界环境的影响，比如，用户烹饪时，厨房的调料品（食醋（含乙酸）），经过高温加热后挥发，可能会触发报警器的误报；考虑燃气发生泄漏时，空气中的燃气浓度会有突变，用户用气量也会增加，因此结合燃气浓度变化率和用户用气使用速率做出判断；数据分析模块计算
Figure 320172DEST_PATH_IMAGE067
时刻燃气浓度变化速率
Figure DEST_PATH_IMAGE081
，
Figure 649785DEST_PATH_IMAGE082
是
Figure 539243DEST_PATH_IMAGE067
时刻的燃气浓度，
Figure DEST_PATH_IMAGE083
是
Figure 402026DEST_PATH_IMAGE084
时刻的燃气浓度，当
Figure DEST_PATH_IMAGE085
时，
Figure 138645DEST_PATH_IMAGE086
是
Figure DEST_PATH_IMAGE087
时刻燃气浓度变化率，
Figure 1558DEST_PATH_IMAGE088
是设定的
Figure 943975DEST_PATH_IMAGE067
时刻燃气浓度变化率与
Figure DEST_PATH_IMAGE089
时刻燃气浓度变化率的相差的倍数，说明在连续采样的3个周期内，燃气浓度变化较缓慢，判定报警器是误报，仅将此异常情况上报到后台系统，不进行关阀工作；当
Figure 474314DEST_PATH_IMAGE090
，执行步骤S105；
S105：数据分析模块计算时刻用户用气使用速率
Figure DEST_PATH_IMAGE091
，
Figure 447080DEST_PATH_IMAGE092
时刻用户用气使用速率
Figure DEST_PATH_IMAGE093
，
Figure 797290DEST_PATH_IMAGE094
是
Figure DEST_PATH_IMAGE095
时刻用户累计用气量，若
Figure 746660DEST_PATH_IMAGE096
，则说明用户用气在连续采样的3个周期内，用户用气使用速率在减少的状态，判定报警器是误报，仅将此异常情况上报到后台系统，不进行关阀工作；若
Figure DEST_PATH_IMAGE097
，执行步骤S106；
S106：当
Figure 865926DEST_PATH_IMAGE098
时，说明连续采样的3个周期内，用户用气使用速率在增大或者持平状态，
Figure DEST_PATH_IMAGE099
时间段内用气增加量大于等于
Figure 204067DEST_PATH_IMAGE100
时间段内用气增加量，燃气浓度变化率与用户用气使用速率同在增加，说明此时确有燃气泄漏出来，阀门模块立即动作，控制阀门关闭，同时通过燃气表的无线通讯模块向后台系统上传异常信息，及时提示燃气公司安排人员上门维修，在报警器未解除报警状态情况下，不进行燃气浓度值的采样；
S107：燃气表控制器的无线通讯模块，将燃气浓度信息、计量信息上报到后台系统。
在上述步骤S101-S107中，需要依据燃气浓度值和用气数据将燃气浓度分为异常燃气浓度信息、用户用气燃气浓度信息、用户非用气燃气浓度信息3种情况，考虑功耗的问题，燃气表微控制器预设燃气浓度采样时间
Figure DEST_PATH_IMAGE101
为1min/次，报警器的测量范围是0-100%LEL（Low Explosion Level爆炸下限），报警器中的报警阈值，通常是在危险气体的爆炸下限下加一定的安全系数后确定的，气体爆炸下限是引发爆炸的环境中危险气体浓度的最低值，一级报警浓度一般设定在爆炸下限25%以下，二级报警阈值设定值在爆炸下限的50%，针对甲烷，报警器设置的报警值在5%LEL至15%LEL，因此燃气浓度报警阈值
Figure 41573DEST_PATH_IMAGE102
设置是15%LEL。
市场上常见的G1.5级NB-IoT智能燃气表，假设其机电转换信号脉冲当量是0.01m3，家用燃气灶的单个灶头用量0.4-0.5m3/h，连续使用5分钟，其用量是0.033-0.042m3，连续15分钟，其用量应该是0.1-0.125m3，因此计算用气使用率
Figure DEST_PATH_IMAGE103
中，累积用气量的比较时间
Figure 794634DEST_PATH_IMAGE104
取5。
当燃气泄漏时，报警器检测的浓度变化是急剧增加大的，因此在采样时间内，燃气浓度的增加量较大，因此设置燃气浓度变化速率在连续采样周期内的变化比率
Figure DEST_PATH_IMAGE105
是2至3之间。
在上述步骤S101-S107中，针对的是燃气泄漏达到了报警器阈值的情况，但对于一些燃气缓慢泄漏的情况，环境中燃气浓度并未达到报警阈值时，也应该及时发现，提醒用户。步骤S107中，后台系统存储用户家中的燃气浓度信息，因此可以通过分析过去一段时间内用户家中的燃气浓度信息，提前排查有可能是燃气泄漏的情况，降低风险。基于图1所描述的架构，如图3所示，本发明提供的一种智能燃气表安全检测方法中后台系统判断用户家中是否存在泄漏风险的步骤包括S201-S208。
S201：后台系统获得用户某一天内的燃气浓度值；
S202：在上述步骤S102-S107中，数据分析模块已将燃气浓度分为三种情况，考虑异常燃气浓度数值
Figure 768407DEST_PATH_IMAGE106
相对于用户用气燃气浓度数值
Figure 879713DEST_PATH_IMAGE107
和用户非用气燃气浓度
Figure DEST_PATH_IMAGE108
数值较大、用户用气燃气浓度数值
Figure 204515DEST_PATH_IMAGE109
易受外界环境影响等因素，后台系统利用用户非用气燃气浓度数据
Figure DEST_PATH_IMAGE110
，剔除异常燃气浓度
Figure 495688DEST_PATH_IMAGE111
、用气燃气浓度数据
Figure 120705DEST_PATH_IMAGE112
，一天不同时刻非用气燃气浓度值是
Figure 386601DEST_PATH_IMAGE113
，
Figure DEST_PATH_IMAGE114
是一天中采集到非用气燃气浓度次数，该用户按天平均非用气燃气浓度值
Figure 884185DEST_PATH_IMAGE115
，按照此算式得个用户按天平均燃气浓度值
Figure DEST_PATH_IMAGE116
；
S203：以小区为单位，计算同一小区的按天平均燃气浓度值
Figure 995360DEST_PATH_IMAGE117
，
Figure DEST_PATH_IMAGE118
；
Figure 192992DEST_PATH_IMAGE119
是同一小区上报的总户数，后台系统绘制用户按天平均非用气燃气浓度值曲线图以及小区按天平均非用气燃气浓度值曲线图；
S204：计算各个用户的非用气燃气平均浓度值与小区非用气燃气浓度平均浓度值差值
Figure DEST_PATH_IMAGE120
，第1个用户浓度值差值
Figure 98632DEST_PATH_IMAGE121
，第2个用户浓度值差值
Figure DEST_PATH_IMAGE122
，第
Figure 883179DEST_PATH_IMAGE123
个用户浓度值差值
Figure DEST_PATH_IMAGE124
;
S205：依次判断差值
Figure 266887DEST_PATH_IMAGE125
，若
Figure DEST_PATH_IMAGE126
，
Figure 584605DEST_PATH_IMAGE127
是预设的差值阈值，说明用户的非用气燃气平均浓度值与小区非用气燃气浓度平均浓度值差值在合理范围内，说明用气无异常；若
Figure DEST_PATH_IMAGE128
，执行步骤S206；
S206：当
Figure 661145DEST_PATH_IMAGE129
，后台系统标记1次，并在用户按天非用气燃气平均浓度值曲线图做标记；
S207：以过去
Figure DEST_PATH_IMAGE130
天的非用气燃气浓度数据作为对比周期，若
Figure 935918DEST_PATH_IMAGE130
天内用户被标记次数
Figure 654476DEST_PATH_IMAGE131
，说明该用户家燃气浓度数据不正常，后台系统发送预警信息到用户端，预警信息中包括用户按天非用气燃气平均浓度值曲线图、小区按天非用气燃气平均浓度值曲线图、异常日期，同时燃气公司应及时安排人员上门安检；若
Figure DEST_PATH_IMAGE132
天内用户被标记次数
Figure 92279DEST_PATH_IMAGE133
，执行步骤S208；
S208：当
Figure DEST_PATH_IMAGE134
天内用户被标记次数
Figure 74142DEST_PATH_IMAGE135
，用户用气情况暂时无异常，后台系统继续每日统计分析用户燃气浓度数据，进行步骤S201-S208。
步骤S205中，用户的非用气燃气平均浓度值与小区非用气燃气浓度平均浓度值差值阈值
Figure DEST_PATH_IMAGE136
可以设置是30%，步骤S207中，非用气燃气浓度数据的对比周期
Figure 98861DEST_PATH_IMAGE137
可以是20-30天，异常天数可以设置是12-15天，
Figure DEST_PATH_IMAGE138
可根据安检人员排查用气不正常户的情况进行修正。
通过本实施例，燃气表控制器的数据分析模块通过燃气表浓度变化率和用户用气使用速率两者的结合判断，减少报警器的误报率；后台系统利用用户燃气浓度的历史上报信息，以小区为单位，分析燃气浓度数据，提前发现燃气浓度的不正常户，提前预知用户家中否有燃气微小泄漏的风险，燃气公司也可及早安排人员上门进行安检，排查可能存在的风险隐患。

Claims (4)

1.一种智能燃气表安全检测方法，智能燃气表系统包括燃气表控制器、报警器、后台系统，燃气表控制器包括计量模块、数据分析模块、阀门模块、无线通讯模块和燃气表微控制器，计量模块、数据分析模块、阀门模块、无线通讯模块均与燃气表微控制器连接，报警器包括燃气浓度检测模块、通讯模块、报警模块和报警器控制器，燃气浓度检测模块、通讯模块、报警模块与报警器控制器连接，报警器与燃气表控制器采用蓝牙连接，通过报警器的通讯模块将燃气浓度信息发送给燃气表控制器，燃气表控制器通过无线方式将信息上报后台系统，其特征在于：燃气浓度检测模块检测环境中的燃气浓度，当燃气浓度异常时，报警器报警；燃气表控制器的计量模块采样得用户的用气数据，当燃气浓度异常时，数据分析模块通过分析燃气浓度在采样时间内变化速率与计量模块采样到的用户用气数据，确定当前环境下是否确有燃气泄漏的情况，当确定燃气泄漏时，阀门模块动作，控制阀门关闭；燃气表控制器的无线通讯模块将燃气浓度信息、异常情况上报到后台系统，后台系统存储用户家中的燃气浓度信息，并且以小区为单位，计算用户的按天平均非用气燃气浓度、小区的按天平均非用气燃气浓度，针对一段时间内用户的按天非用气燃气浓度超出小区按天平均非用气燃气浓度天数较多的用户，后台系统向用户发送预警信息，提醒用户排查风险，燃气公司安排人员上门进行安检。
2.根据权利要求1所述的一种智能燃气表安全检测方法，其特征在于包括如下步骤：
S101：燃气表微控制器预设燃气浓度采样时间
Figure DEST_PATH_IMAGE001
、燃气浓度报警阈值
Figure 328625DEST_PATH_IMAGE002
、数据分析模块分析用气数据的比较时间
Figure DEST_PATH_IMAGE003
；
S102：报警器的燃气浓度检测模块采集环境中的燃气浓度，报警器与燃气表控制器采用蓝牙连接进行信息交互，将燃气浓度信息发送给燃气表控制器；燃气表控制器的计量模块采样用户的用气数据；当燃气浓度
Figure 597496DEST_PATH_IMAGE004
时，报警器不报警，执行步骤S103；当燃气浓度
Figure DEST_PATH_IMAGE005
时，执行步骤S104；
S103：数据分析模块与燃气表微控制器连接，获得用户的用气数据，计算用户用气使用速率
Figure 564184DEST_PATH_IMAGE006
，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
是用户用气累计到
Figure 897076DEST_PATH_IMAGE008
时刻的用气量，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
是用户用气累计到
Figure 399864DEST_PATH_IMAGE010
时刻的用气量，在过去的
Figure 753485DEST_PATH_IMAGE012
时间内，燃气使用的增长量
Figure DEST_PATH_IMAGE013
，当
Figure 958201DEST_PATH_IMAGE014
，此时的燃气浓度记为非用气燃气浓度
Figure DEST_PATH_IMAGE015
；当
Figure 78473DEST_PATH_IMAGE016
时，此时燃气浓度记为用气燃气浓度
Figure DEST_PATH_IMAGE017
；
S104：当燃气浓度
Figure 685034DEST_PATH_IMAGE018
时，报警器立即发出报警指示，此时燃气浓度记为异常燃气浓度
Figure DEST_PATH_IMAGE019
；数据分析模块计算
Figure 35988DEST_PATH_IMAGE010
时刻燃气浓度变化速率
Figure 524738DEST_PATH_IMAGE020
，
Figure DEST_PATH_IMAGE021
是
Figure 448701DEST_PATH_IMAGE010
时刻的燃气浓度，
Figure 503244DEST_PATH_IMAGE022
是
Figure DEST_PATH_IMAGE023
时刻的燃气浓度，当
Figure 293608DEST_PATH_IMAGE024
时，
Figure DEST_PATH_IMAGE025
是
Figure 207337DEST_PATH_IMAGE026
时刻燃气浓度变化率，
Figure DEST_PATH_IMAGE027
是设定的
Figure 669412DEST_PATH_IMAGE010
时刻燃气浓度变化率与
Figure 844041DEST_PATH_IMAGE028
时刻燃气浓度变化率相差的倍数，此时判定报警器是误报，异常情况上报到后台系统，不进行关阀工作；当
Figure DEST_PATH_IMAGE029
，执行步骤S105；
S105：数据分析模块计算
Figure 116891DEST_PATH_IMAGE010
时刻用户用气使用速率
Figure 802737DEST_PATH_IMAGE030
，
Figure 288076DEST_PATH_IMAGE031
时刻用户用气使用速率
Figure DEST_PATH_IMAGE032
，
Figure 973004DEST_PATH_IMAGE033
是累计到
Figure DEST_PATH_IMAGE034
时刻用户用气量，若
Figure 682334DEST_PATH_IMAGE035
，判定报警器是误报，仅将此异常情况上报到后台系统，不进行关阀工作；若
Figure DEST_PATH_IMAGE036
，执行步骤S106；
S106：当
Figure 321388DEST_PATH_IMAGE037
时，说明此时确有燃气泄漏出来，阀门模块立即动作，控制阀门关闭，同时通过燃气表的无线通讯模块向后台系统上传异常信息，及时提示燃气公司安排人员上门维修，在报警器未解除报警状态情况下，不进行燃气浓度值的采样；
S107：燃气表控制器的无线通讯模块将燃气浓度信息、计量信息上报到后台系统。
3.根据权利要求2所述的一种智能燃气表安全检测方法，其特征在于所述后台系统存储用户家中的燃气浓度信息，分析过去一段时间内用户家中的燃气浓度信息，用以提前排查用户用气异常的情况。
4.根据权利要求3所述的一种智能燃气表安全检测方法，其特征在于所述后台系统判断用户用气异常的步骤如下：
S201：后台系统获得用户某一天内的燃气浓度值；
S202：后台系统利用用户非用气燃气浓度数据
Figure DEST_PATH_IMAGE038
，剔除异常燃气浓度
Figure 141576DEST_PATH_IMAGE039
、用气燃气浓度数据
Figure DEST_PATH_IMAGE040
，一天不同时刻非用气燃气浓度值是
Figure 681011DEST_PATH_IMAGE041
，
Figure DEST_PATH_IMAGE042
是一天中采集到非用气燃气浓度次数，用户按天平均非用气燃气浓度值
Figure 889138DEST_PATH_IMAGE043
，按照此算式得
Figure DEST_PATH_IMAGE044
个用户按天平均燃气浓度值
Figure 264756DEST_PATH_IMAGE045
；
S203：以小区为单位，计算同一小区的按天平均燃气浓度值
Figure 839700DEST_PATH_IMAGE046
，
Figure DEST_PATH_IMAGE047
；
Figure 46691DEST_PATH_IMAGE044
是同一小区上报的总户数，后台系统绘制用户按天平均非用气燃气浓度值曲线图以及小区按天平均非用气燃气浓度值曲线图；
S204：计算各个用户的非用气燃气平均浓度值与小区非用气燃气浓度平均浓度值差值
Figure 815933DEST_PATH_IMAGE048
，第1个用户浓度值差值
Figure 272322DEST_PATH_IMAGE049
，第2个用户浓度值差值
Figure DEST_PATH_IMAGE050
，第
Figure 434313DEST_PATH_IMAGE044
个用户浓度值差值
Figure 653067DEST_PATH_IMAGE051
；
S205：依次判断差值
Figure DEST_PATH_IMAGE052
，若
Figure 875101DEST_PATH_IMAGE053
，
Figure DEST_PATH_IMAGE054
是预设的差值阈值，说明用气无异常；若
Figure 474578DEST_PATH_IMAGE055
，执行步骤S206；
S206：当
Figure DEST_PATH_IMAGE056
，后台系统标记1次，并在用户按天非用气燃气平均浓度值曲线图做标记；
S207：以过去
Figure 768156DEST_PATH_IMAGE057
天的非用气燃气浓度数据作为对比周期，若
Figure DEST_PATH_IMAGE058
天内用户被标记次数
Figure 887422DEST_PATH_IMAGE059
，说明该用户家燃气浓度数据不正常，后台系统发送预警信息到用户端，预警信息中包括用户按天非用气燃气平均浓度值曲线图、小区按天非用气燃气平均浓度值曲线图、异常日期，同时燃气公司应及时安排人员上门安检；若
Figure 249000DEST_PATH_IMAGE058
天内用户被标记次数
Figure DEST_PATH_IMAGE060
，执行步骤S208；
S208：当
Figure 86506DEST_PATH_IMAGE061
天内用户被标记次数
Figure DEST_PATH_IMAGE062
，用户用气情况暂时无异常，后台系统继续每日统计分析用户燃气浓度数据。
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